JPS63267011A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPS63267011A
JPS63267011A JP62101453A JP10145387A JPS63267011A JP S63267011 A JPS63267011 A JP S63267011A JP 62101453 A JP62101453 A JP 62101453A JP 10145387 A JP10145387 A JP 10145387A JP S63267011 A JPS63267011 A JP S63267011A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
drain
circuit
input
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Application number
JP62101453A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Tanaka
幸太郎 田中
Yasushi Kawakami
康 川上
Masahiro Akiyama
秋山 正博
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63267011A publication Critical patent/JPS63267011A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain high speed operation by providing the 3rd and 4th field effect transistors whose gates and drains are connected in crossing so as to shift the potential difference of two signals in opposite phase to each other to a required signal level without decreasing the difference. CONSTITUTION:1st and 2nd field effect transistors (TRs) Q11, Q12 whose drains are connected to the 1st constant power supply VDD, the 3rd and 4th field effect TRs Q15, Q16 whose gates and drains are connected in crossing and whose sources are connected to the 2nd constant power supply VSS and the 1st and 2nd diode circuits Q13, Q14 for level shift are provided to the titled circuit. Thus, the amplification factor of source follower circuits IV, V is brought into the unity or over by the operation of the feedback loop where gates and sources of the TRs Q15, Q16 are connected in crossing. Thus, two signals inputted to input terminals I, the inverse of I of negative phase are level-shifted and its potential difference is outputted to an output terminal while being increased more.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は互いに逆相な二つの信号を同時にレベルシフ
トするための半導体集積回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for simultaneously level-shifting two signals having mutually opposite phases.

(従来の技術) 互いに逆相の二つの信号を同時にレベルシフトする回路
は、例えば半導体メモリ装置のセンスアンプの出力信号
をレベルシフトする場合等に用いられている。
(Prior Art) A circuit that simultaneously level-shifts two signals having opposite phases to each other is used, for example, when level-shifting an output signal of a sense amplifier of a semiconductor memory device.

この種の回路の従来のものとしては、例えば文献(ガリ
ウム砒素ICシンポジウム テクニカルダイジェスト(
GaAs ICSymposium Technica
lOi9est)(1984)P、 119及び昭和5
9年度電子通信学会総合全国大会P、2−303)に開
示されているものがある。
Conventional circuits of this type include, for example, the literature (Gallium Arsenide IC Symposium Technical Digest)
GaAs ICSymposium Technica
lOi9est) (1984) P, 119 and Showa 5
There is something disclosed in the 9th Annual National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers, P, 2-303).

第3図は、従来のこの種の回路を示す図であり、第3図
中に■で示すものがその回路である。
FIG. 3 is a diagram showing a conventional circuit of this type, and the circuit indicated by a symbol ■ in FIG. 3 is the circuit.

この回路■は、ノーマリ−オン型電界効果トランジスタ
Q21、Q25及びショットキダイオードQ23から成
る図中工で示すソースフォロワ−回路と、ノーマリ−オ
ン型電界効果トランジスタQ22、Q26及びシヨ・シ
ョキダイオードQ24がら成る図中IIで示すソースフ
ォロワ−回路とを具えている。
This circuit (2) consists of a source follower circuit shown in the figure consisting of normally-on type field effect transistors Q21, Q25 and a Schottky diode Q23, and a normally-on type field effect transistor Q22, Q26 and a Schottky diode Q24. It also includes a source follower circuit indicated by II in the figure.

これら独立した二つのソースフォロワー回路I及びHの
それぞれの内部の接続状態は両者共通になっており、こ
の接続状態につき、ソースフォロワ−回路工を例に挙げ
て説明する。
The internal connection state of each of these two independent source follower circuits I and H is common to both, and this connection state will be explained using the source follower circuit as an example.

電界効果トランジスタQ21のドレインは第一定電位電
源vo。に接続され、このQ21のソースはショットキ
ダイオードQ23のアノードに接続されている。又、こ
のQ23のカソードは電界効果トランジスタQ25のド
レインに接続され、このQ25のソースは第二定電位電
源vssに接続され、ざらに、このQ25のソース及び
ゲート間は短絡されている。又、Q21のゲートは第一
の信号が入力される入力端子工2に接続され、Q23の
カソードはこの第二の信号の出力端子Q2に接続されて
いる。
The drain of the field effect transistor Q21 is connected to the first constant potential power source vo. The source of Q21 is connected to the anode of Schottky diode Q23. Further, the cathode of this Q23 is connected to the drain of a field effect transistor Q25, the source of this Q25 is connected to the second constant potential power supply vss, and the source and gate of this Q25 are generally short-circuited. Further, the gate of Q21 is connected to the input terminal 2 into which the first signal is input, and the cathode of Q23 is connected to the output terminal Q2 of the second signal.

ソースフォロワ−回路Hにおける各構成成分間の接続状
態は、電界効果トランジス、りQ22のゲートが第二の
信号が入力される入力端子前に接続され、ショットキダ
イオードQ24のカソードがこの第二の信号の出力端子
Q2に接続されている以外はソースフォロワ−回路Iと
同様にして行なわれでいる。
The connection state between each component in the source follower circuit H is such that the gate of the field effect transistor Q22 is connected before the input terminal to which the second signal is input, and the cathode of the Schottky diode Q24 is connected to the input terminal to which the second signal is input. The source follower circuit I is operated in the same manner as the source follower circuit I except that it is connected to the output terminal Q2 of the source follower circuit I.

上述したような回路■によれば、ソースフォロワ−回路
Iの入力端子工2に第一の信号が入力されると、第3図
中A2で示す点にはこの信号の電圧とほぼ同様な電圧が
出力される。又、出力端子Q2には、A2で示す点での
電圧のショットキダイオードQ23のクランプ電圧分だ
けシフトした電圧が出力される。
According to the circuit (2) described above, when the first signal is input to the input terminal 2 of the source follower circuit I, a voltage almost the same as the voltage of this signal is generated at the point indicated by A2 in FIG. is output. Further, a voltage obtained by shifting the voltage at the point A2 by the clamp voltage of the Schottky diode Q23 is output to the output terminal Q2.

一方、ソースフォロワ−回路Hにおいては、これの入力
端子工、に回路Iの入力端子工2に入力された信号とは
逆相の第二の信号が入力され、出力端子Q2には所定の
値にレベルシフトされた信号であって回路工の出力端子
Q2に出力される信号とは逆相の信号が出力される。
On the other hand, in source follower circuit H, a second signal having an opposite phase to the signal input to input terminal 2 of circuit I is input to its input terminal, and a predetermined value is input to output terminal Q2. A signal that is level-shifted and has a phase opposite to the signal that is output to the output terminal Q2 of the circuit engineer is output.

このように、この回路■は、入力端子工2及び■、に入
力された信号の電圧をそれぞれレベルシフトさせ対応す
る出力端子Q2及び信にそれぞれ出力することが出来る
ように構成されている。
In this way, this circuit (2) is configured so that the voltages of the signals input to the input terminals 2 and (2) can be level-shifted and output to the corresponding output terminals Q2 and (2), respectively.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した回路■に備わる回路工及び■は
、本来ソースフォロワ−回路であるため、その増幅度は
1以下である。従って、出力端子Q2及びQ2に出力さ
れる二つの信号の電位差は入力端子工2及び奢に入力さ
れる二つの信号の電位差よりも必然的に小さなものにな
るという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, since the circuitry and circuitry included in the above-mentioned circuit (1) and (2) are originally source follower circuits, their amplification degree is 1 or less. Therefore, there is a problem in that the potential difference between the two signals output to the output terminals Q2 and Q2 is inevitably smaller than the potential difference between the two signals input to the input terminal 2 and the terminal.

又、回路I及び回路IIは互いに独立に動作するので、
回路を構成する021〜Q26で示す素子の特性が変化
することによって、入力端子工、及び工2に入力される
互いに逆相の二つの信号の電位差と、出力端子Q2及び
−に出力される二つの信号の電位差とが逆転してしまう
可能性があるという問題点があった。
Also, since circuit I and circuit II operate independently of each other,
By changing the characteristics of the elements 021 to Q26 that make up the circuit, the potential difference between the two signals of opposite phase input to the input terminals and terminals 2 and the two signals output to the output terminals Q2 and - There is a problem that the potential difference between the two signals may be reversed.

又、実際に回路■を使用する場合は、出力端子Q2及び
Q2には負荷、特に容量性の負荷が付加される、このよ
うな場合であって出力端子Q2或はQ2に高レベルの信
号を出力する場合には、回路工及び回路■がソース2才
ロワー回路であるため、容量性負荷に対し高速で充電が
行なわれる。
Also, when actually using the circuit (2), a load, especially a capacitive load, is added to the output terminals Q2 and Q2.In such a case, a high level signal is not applied to the output terminals Q2 or Q2. When outputting, since the circuit and the circuit (2) are source 2 lower circuits, the capacitive load is charged at high speed.

一方、出力端子Q2或はQ2に低レベルの信号を速い応
答速度で出力させるためには、これら容量性負荷に充電
されている電荷を高速度に放電させる必要がある。とこ
ろが、この放電速度はQ25及び026で示される素子
に流す電流によって制限を受けるから、第3図に示す回
路mを高速動作させるためには、Q25及びQ26で示
される素子に流す電流を多くする必要がある。
On the other hand, in order to output a low-level signal to the output terminal Q2 or Q2 at a fast response speed, it is necessary to discharge the charges stored in these capacitive loads at a high speed. However, this discharge rate is limited by the current flowing through the elements shown by Q25 and 026, so in order to operate the circuit m shown in FIG. 3 at high speed, the current flowing through the elements shown by Q25 and Q26 must be increased. There is a need.

しかし、Q25及びQ26で示される素子に流す電流を
多くすると、結局はソースフォロワ−回路I及びHの増
幅度を下げることになり、これがため、回路■の本来の
目的である逆相の二つの信号の電位差を小さくしないと
いうことと相反する結果になってしまうという問題点が
あった。
However, if the current flowing through the elements shown by Q25 and Q26 is increased, the amplification degree of the source follower circuits I and H will be lowered. There is a problem in that this results in a result that is contradictory to not reducing the signal potential difference.

この発明の目的は、上述した問題点を解決し、互いに逆
相の二つの信号の電位差を小さくすることなく必要な信
号レベルまでレベルシフトし、然も、高速でかつ回路を
構成する素子の特性変化に対して充分な余裕をもっで動
作することが出来る半導体集積回路1Fr1!供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to shift the level of two signals having opposite phases to a required signal level without reducing the potential difference, and to achieve high speed and characteristic of the elements constituting the circuit. A semiconductor integrated circuit 1Fr1 that can operate with sufficient margin against changes! It is about providing.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明によれば、例えば
第1図に示すように、電界効果トランジスタを用いた逆
相の二つの信号を同時にレベルシフトする半導体集積回
路■を構成する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, according to the present invention, for example, as shown in FIG. 1, two signals of opposite phases are simultaneously level-shifted using field effect transistors. Configure a semiconductor integrated circuit ■.

この回路■は、それぞれのドレインが第一定電位電源v
o。に接続される第一及び第二電界効果トランジスタQ
N及びQl2と、ゲート及びドレインが互いに交差結合
されていると共に、それぞれのソースが第二定電位電源
Vllに接続される第三及び第四電界効果トランジスタ
QI5及びQl6と、所望のシフト量に応じた個数のレ
ベルシフト用ダイオードで構成することが出来るレベル
シフト用の第一及び第二ダイオード回路Q13及びQl
4と、第一及び第二インピーダンス素子QI7及びQl
8とを具え、 第一電界効果トランジスタQ11のゲートを第一入力信
号が入力される第一入力端子I+に接続し、第二電界効
果トランジスタQ12のゲートを第二入力信号が入力さ
れる第二入力端子口に接続し、 第一電界効果トランジスタQllのソースを第一ダイオ
ード回路Ql3を経て第三電界効果トランジスタQI5
のドレインに接続し、第二電界効果トランジスタQ12
のソースを第二ダイオード回路Q14を経て第四電界効
果トランジスタQ16のドレインに接続し、 第三電界効果トランジスタGH5のドレインを第一イン
ピーダンス素子QI7を介して第二定電位電源VSSに
接続し、第四電界効果トランジスタQ16のドレインを
第二インピーダンス素子018!介して第二定電位電源
vssに接続し、 第三電界効果トランジスタQ15のドレインを第一出力
端子Q、とし、第四電界効果トランジスタQI6のドレ
インを第二出力端子Qlとすることを特徴とする。
In this circuit ■, each drain is connected to the first constant potential power source V
o. first and second field effect transistors Q connected to
N and Ql2, and third and fourth field effect transistors QI5 and Ql6 whose gates and drains are cross-coupled to each other and whose respective sources are connected to the second constant potential power supply Vll, and according to a desired shift amount. first and second diode circuits Q13 and Ql for level shifting, which can be configured with a number of level shifting diodes;
4, and first and second impedance elements QI7 and Ql
8, the gate of the first field effect transistor Q11 is connected to the first input terminal I+ to which the first input signal is input, and the gate of the second field effect transistor Q12 is connected to the second input terminal I+ to which the second input signal is input. Connected to the input terminal port, the source of the first field effect transistor Qll is connected to the third field effect transistor QI5 via the first diode circuit Ql3.
is connected to the drain of the second field effect transistor Q12.
The source of the transistor is connected to the drain of the fourth field effect transistor Q16 via the second diode circuit Q14, the drain of the third field effect transistor GH5 is connected to the second constant potential power supply VSS via the first impedance element QI7, The drain of the four field effect transistor Q16 is connected to the second impedance element 018! The drain of the third field effect transistor Q15 is connected to the second constant potential power supply vss through the transistor, the drain of the third field effect transistor Q15 is the first output terminal Q, and the drain of the fourth field effect transistor QI6 is the second output terminal Ql. .

又、この発明の実施に当たり、前述の第一及び第二イン
ピーダンス素子Q17及び018M、抵抗、又は、ゲー
ト及びソース間ヲ短絡したノーマリオン型電界効果トラ
ンジスタとするのが好適である。
Further, in carrying out the present invention, it is preferable to use the first and second impedance elements Q17 and 018M as described above, a resistor, or a normally-on type field effect transistor in which the gate and source are short-circuited.

(作用) このような回路■において、第一及び第二入力端子口、
及び工、に互いに逆相の入力信号、例えば工、には高レ
ベルの信号が印加され「には低レベルの信号が印加され
た場合、第一電界効果トランジスタQl+、第一ダイオ
ード回路QI3及び第三電界効果トランジスタQ15で
構成される回路■と、第二電界効果トランジスタQI2
、第二ダイオ−回路QI4及び第四電界効果トランジス
タQI6で構成される回路Vとは共に本来はソースフォ
ロワ−回路であるため、ダイオードQI3のアノード(
第1図中、Aで示す点)及びダイオードQI4のアノー
ド(第1図中、Bで示す点)には入力端子工、及び「に
それぞれ入力された信号のレベルに近いレベルの電圧を
それぞれ出力しようとし、第−出力端子Q1にはA点で
の電圧から第一ダイオード回路Ql3のクランプ電圧分
だけレベルシフトされた電圧を出力しようとし、第二出
力端子Qlには8点での電圧から第二ダイオード回路Q
14のクランプ電圧分だけレベルシフトされた電圧を出
力しようとする。尚、この回路■においては、ダイオー
ド回路Q13、Ql4を構成するレベルシフト用ダイオ
ードの個数を変更することによって所望とするレベルシ
フトを行なうことが出来、よって、後段の回路にこの回
路に適合するレベルの信号を出力することが出来る。
(Function) In such a circuit ■, the first and second input terminal ports,
When a high level signal is applied to and, for example, a high level signal is applied to , and a low level signal is applied to . A circuit consisting of three field effect transistors Q15 and a second field effect transistor QI2
, the second diode circuit QI4 and the fourth field effect transistor QI6 are originally source follower circuits, so the anode of the diode QI3 (
1) and the anode of diode QI4 (point B in Figure 1) output voltages at levels close to the level of the signals input to the input terminals, respectively. An attempt is made to output a voltage whose level is shifted by the clamp voltage of the first diode circuit Ql3 from the voltage at point A to the second output terminal Q1, and a voltage whose level is shifted by the clamp voltage of the first diode circuit Ql3 from the voltage at point A to the second output terminal Ql. Two diode circuit Q
An attempt is made to output a voltage level-shifted by 14 clamp voltages. In this circuit (2), the desired level shift can be achieved by changing the number of level shift diodes constituting the diode circuits Q13 and Ql4. It is possible to output a signal of

ところで、出力端子Q、は第四電界効果トランジスタQ
I6のゲートに接続され、出力端子Q+は第三電界効果
トランジスタQ15のゲートに接続されているから、上
述した入力信号に応じ素子Q15のゲートには低レベル
の信号が供給されかつ素子QI6のゲートには高レベル
の信号が供給されることになる。これがため、素子Q1
5は高インピーダンスとなりかつ素子Q+6は低インピ
ーダンスとなる。高インピーダンスとなった素子QI5
は出力端子Q1の電圧を一層高い電圧にしようとし、低
インピーダンスとなった素子Q16は出力端子Q、の電
圧をより低い電圧にしようとする。Ql5及びQl6の
ゲート及びソースが交差結合されたこのような帰還ルー
プの働き1こより2つのソースフォロワ−回路■及びV
の増幅度は1以上となるから、第一及び第二入力端子I
、及びI、にそれぞれ入力される、互いに逆相の2つの
信号はレベルシフトされると同時に、その電位差はより
大きくなって第一及び第二出力端子に出力されることに
なる。
By the way, the output terminal Q is the fourth field effect transistor Q.
Since the output terminal Q+ is connected to the gate of the third field effect transistor Q15, a low level signal is supplied to the gate of the element Q15 in response to the above-mentioned input signal, and the output terminal Q+ is connected to the gate of the element QI6. will be supplied with a high level signal. Therefore, element Q1
5 has a high impedance and element Q+6 has a low impedance. Element QI5 with high impedance
tries to make the voltage at the output terminal Q1 a higher voltage, and the element Q16, which has become low impedance, tries to make the voltage at the output terminal Q a lower voltage. The operation of such a feedback loop in which the gates and sources of Ql5 and Ql6 are cross-coupled results in two source follower circuits 1 and 2
Since the amplification degree of is 1 or more, the first and second input terminals I
, and I, respectively, are level-shifted and are output to the first and second output terminals with a larger potential difference.

しかし、上述の帰還ループの増幅度は大きいため、この
ままでは、Ql5、Ql6は完全に導通状態又は非導通
状態になってしまう、又、このような帰還ループの回路
においては、完全な導通状態或は非導通状態を保持しよ
うとする働きがあるため、入力端子工、及び工、にそれ
ぞれ入力される第一及び第二の入力信号の電圧状態が変
化しても出力がこれに応じて変化しない、従って、入力
信号が高速信号である場合にはこの帰還ループの回路部
分はこの信号に追従することが出来なくなる。ところが
、この発明の回路■は、Ql5のドレインと第二定電位
電源v■との間にインピーダンス素子QI7!、Ql6
のドレインと第二定電位電源Vssとの間にインピーダ
ンス素子Q 18178それぞれ具えでいる。
However, since the amplification degree of the feedback loop described above is large, if left as is, Ql5 and Ql6 will become completely conductive or non-conductive. has the function of maintaining a non-conducting state, so even if the voltage state of the first and second input signals input to the input terminal and terminal respectively changes, the output does not change accordingly. Therefore, if the input signal is a high speed signal, the circuit portion of this feedback loop will not be able to follow this signal. However, in the circuit (2) of the present invention, the impedance element QI7! is connected between the drain of Q15 and the second constant potential power supply v2. , Ql6
An impedance element Q 18178 is provided between the drain of the transistor and the second constant potential power supply Vss.

このようにインピーダンス素子を具えていると、例えば
Qlが高レベルでかつQlが低レベルである場合には、
QlのレベルはQl7の存在によりQl7がない場合の
高レベルよりは低いレベルになり、このため、導通状態
のQl6のインピーダンスはQl7がない場合に比して
高いものになる。
If an impedance element is provided in this way, for example, when Ql is at a high level and Ql is at a low level,
Due to the presence of Ql7, the level of Ql is lower than the high level in the absence of Ql7, and therefore the impedance of Ql6 in the conducting state is higher than in the case without Ql7.

従って、「のレベルはQl7かない場合よりも高いもの
になるから、このレベルが入力されるQl5は完全な非
導通状態になることはなくなる。又、Qlが低レベルで
かつQ、が高レベルの場合には、インピーダンス素子0
18がQl7と同様な働きをする。従って、これらイン
ピーダンス素子Q17及びQl8の抵抗値を適正なもの
にすると、Ql5及びQl6を完全な導通状態或は完全
な非導通状態にすることなく、然も、出力端子Q、及び
Qlの電圧を後段の回路の高レベル或は低レベルのa@
は越えるような適正な電圧にさせることが出来るように
なる。
Therefore, the level of ``is higher than when Ql7 is not present, so Ql5, to which this level is input, will not be completely non-conductive.Also, when Ql is low level and Q is high level, In this case, the impedance element 0
18 functions similarly to Ql7. Therefore, if the resistance values of these impedance elements Q17 and Ql8 are set to appropriate values, the voltages at the output terminals Q and Ql can be changed without making Ql5 and Ql6 completely conductive or completely non-conductive. High level or low level a@ of the subsequent circuit
This makes it possible to create an appropriate voltage that exceeds the voltage.

次に、出力端子Q、及びQ、に容量性負荷を付加した場
合を考える。先ず、端子QI及びζに高レベルの信号を
出力する際には、素子Ql5或いはQl6が高インピー
ダンスとなって電流を流さなくなるため、素子QI+!
いは012M流れる電流を従来の回路■よりも有効に容
量負荷の充電に生かすことが出来る。また、端子Ql或
いはQ、に低レベルの信号を出力する際には、素子Ql
5或いはQl6が低インピーダンスとなるため、放電が
スムーズに行われると共に、この時に流れる電流をかな
り大きくしても、容量性負荷の充電時には電流が少なく
なるので、増幅度が低下する心配はない、つまり、増幅
度の心配なしに回路動作を高速化することが出来る。
Next, consider the case where capacitive loads are added to the output terminals Q and Q. First, when outputting high-level signals to terminals QI and ζ, element Ql5 or Ql6 becomes high impedance and no current flows, so that element QI+!
In other words, the current flowing 012M can be utilized more effectively for charging the capacitive load than in the conventional circuit (2). Also, when outputting a low level signal to terminal Ql or Q, element Ql
5 or Ql6 has a low impedance, so discharging occurs smoothly, and even if the current flowing at this time is considerably large, the current decreases when charging the capacitive load, so there is no fear that the amplification will decrease. In other words, circuit operation can be made faster without worrying about the degree of amplification.

また、回路を構成する素子特性の変動に対しても素子Q
I5及びQl8で構成される帰還ループの増幅度が大き
いため、入力の電位差が逆転されにくいと云える。
In addition, the element Q
Since the feedback loop composed of I5 and Ql8 has a large amplification degree, it can be said that the input potential difference is difficult to reverse.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の半導体集積回路の実施
例につき説明する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the semiconductor integrated circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.

尚、第1図に示す実施例の回路は、この発明の効果を確
認するための計算機シミュレーションを行うために用い
たもので、トランジスタモデルはゲート長1umのGa
AsMESFε■の実測結果に適合したモデル及びパラ
メータを用いた。又、このシミュレーションに用いたプ
ログラムはASTAPと称される回路解析用のものとし
た。
The circuit of the embodiment shown in FIG. 1 was used to perform computer simulations to confirm the effects of the present invention, and the transistor model was a Ga transistor with a gate length of 1 um.
A model and parameters adapted to the actual measurement results of AsMESFε■ were used. The program used for this simulation was a circuit analysis program called ASTAP.

計算したこの発明の回路■では、Ql+及びQl2で示
される電界効果トランジスタをゲート幅60umのノー
マリオン型FETとし、Ql3及びQl4で示されるレ
ベルシフト用ダイオードをゲート幅60umのノーマリ
オン型FETのソース及びドレイン間を短絡したショッ
トキーダイオードとし、Ql5及びQl6で示される電
界効果トランジスタをゲート幅120umのノーマリオ
フ型FETとし、又、Ql7及びQl8で示されるイン
ピーダンス素子をゲート幅30umのノーマリ−オン型
FETのゲート及びソース間を短絡したものとした。
In the calculated circuit (2) of the present invention, the field effect transistors indicated by Ql+ and Ql2 are normally-on type FETs with a gate width of 60 um, and the level shift diodes indicated by Ql3 and Ql4 are used as the sources of the normally-on type FETs with a gate width of 60 um. and a Schottky diode with the drain short-circuited, the field effect transistors indicated by Ql5 and Ql6 are normally-off type FETs with a gate width of 120 um, and the impedance elements indicated by Ql7 and Ql8 are normally-on type FETs with a gate width of 30 um. The gate and source of the circuit were short-circuited.

従って、この回路■では、第二入力端子11をノーマリ
オン型電界効果トランジスタQl+のゲートに接続し、
第二入力端子I、壱ノーマリオン型電界効果トランジス
タQI2のゲートに接続する。
Therefore, in this circuit (2), the second input terminal 11 is connected to the gate of the normally-on field effect transistor Ql+,
A second input terminal I is connected to the gate of the normally-on field effect transistor QI2.

ざらに、画素子Qll、Ql2のドレインを第一定電位
電源Voolc:接続し、素子Ql+のソースをショッ
トキダイオードQI3を介してノーマリオフ型電界効果
トランジスタQ15のドレインに接続し、素子QI2の
ソースをショットキダイオードQI4M介してノーマリ
オフ型電界効果トランジスタQI6のドレインに接続す
る。素子Q15のドレインを素子016のゲートと第一
出力端子Qlとに接続し、素子QI6のドレインを素子
QI5のゲートと第二出力端子Qlとに接続する。ざら
に、素子Q15及びQl6のソースを第二定電位電源V
SSに接続する。ざらに、素子QI5のドレインヲ篤−
インピーダンス素子QI7を介して第二定電位電源VS
Sに接続し、素子Q16のドレインを第二インピーダン
ス素子Ql8を介して第二定電位電源VBBに接続する
Roughly speaking, the drains of the pixel elements Qll and Ql2 are connected to a first constant potential power source Voolc:, the source of the element Ql+ is connected to the drain of the normally-off field effect transistor Q15 via the Schottky diode QI3, and the source of the element QI2 is connected to the Schottky voltage source. It is connected to the drain of a normally-off field effect transistor QI6 via a diode QI4M. The drain of element Q15 is connected to the gate of element 016 and the first output terminal Ql, and the drain of element QI6 is connected to the gate of element QI5 and the second output terminal Ql. Roughly speaking, the sources of elements Q15 and Ql6 are connected to the second constant potential power supply V.
Connect to SS. In general, the drain of element QI5 is serious.
Second constant potential power supply VS via impedance element QI7
S, and the drain of element Q16 is connected to second constant potential power supply VBB via second impedance element Ql8.

このようなこの発明の回路■のシミュレーションを、こ
の場合、Vo。を2Vとし、vssをOVとし、入力端
子工1には中心電圧が1vで振幅が0.2Vで周波数が
2GHzの正弦波の第一入力信号を入力し、入力端子工
、には入力端子工、に入力した信号とは逆相の第二入力
信号を入力し、この際の出力端子Q、及びQ、に出力さ
れる第一及び第二出力信号をそれぞれ調べることで行な
った。
In this case, Vo. is 2V, vss is OV, the first input signal of a sine wave with a center voltage of 1V, an amplitude of 0.2V, and a frequency of 2GHz is input to input terminal 1; This was done by inputting a second input signal having an opposite phase to the signal input to , and examining the first and second output signals output to the output terminals Q and Q, respectively.

第2図は、横軸に時間をとり縦軸に電圧をとり、第一入
力信号、第二入力信号、第−出力信号及び第二出力信号
をそれぞれ示した図である。第2図において、iは第一
入力信号を示し、qは第一出力信号を示し、iは第二入
力信号を示し、冗は第二出力信号を示している。
FIG. 2 is a diagram showing a first input signal, a second input signal, a second output signal, and a second output signal, with time on the horizontal axis and voltage on the vertical axis. In FIG. 2, i represents the first input signal, q represents the first output signal, i represents the second input signal, and red represents the second output signal.

第2図からも明らかなように、周波数が2GHzでその
振幅が0.2vの入力信号に対して、出力信号は所定の
レベルにシフトされ然もその振幅が0.22Vになって
いることから、この回路■は互いに逆相の二つの信号の
電位差を小ざくすることなく、必要な信号レベルまでシ
フトし然も高速に動作することが可能なものと云える。
As is clear from Figure 2, for an input signal with a frequency of 2 GHz and an amplitude of 0.2 V, the output signal is shifted to a predetermined level, but the amplitude is 0.22 V. It can be said that this circuit (2) can shift to a required signal level without reducing the potential difference between two signals having opposite phases, and can operate at high speed.

尚、この発明は上述の実施例にのみ限定されるものでは
ない。
Note that this invention is not limited only to the above-described embodiments.

上述した実施例においては、インピーダンス素子QI7
及びQl8をゲート及びソース間が短絡されたノーマリ
オン型の電界効果トランジスタとした例で説明している
が、このインピーダンス素子を抵抗を以って構成しても
実施例と同様な効果を得ることが出来る。
In the embodiment described above, impedance element QI7
Although the explanation is given using an example in which Ql8 is a normally-on field effect transistor whose gate and source are short-circuited, the same effect as in the example can be obtained even if this impedance element is configured with a resistor. I can do it.

又、上述の実施例においては、この発明の好ましい実施
例として、第一及び第二電界効果トランジスタを互いに
特性が等しいものとし、第一及び第二ダイオード回路を
互いに特性が等しいものとし、第三及び第四電界効果ト
ランジスタを互いに特性が等しいものとし、第一及び第
二インピーダンス素子を互いに特性が等しいものとした
例で説明している。しかしながら、この発明の目的の聞
回内にあいで、入出力信号の状態に応じ各素子の特性を
異ならせて、この発明の回路を使用することも出来る。
Further, in the above embodiment, as a preferred embodiment of the present invention, the first and second field effect transistors have the same characteristics, the first and second diode circuits have the same characteristics, and the third field effect transistor has the same characteristics. An example is described in which the fourth field effect transistor and the fourth field effect transistor have the same characteristics, and the first and second impedance elements have the same characteristics. However, within the scope of the purpose of the present invention, the circuit of the present invention can also be used by changing the characteristics of each element depending on the state of input/output signals.

具体例を上げて説明すれば、次のようなことが考えられ
る。
Using specific examples, the following can be considered.

互いに振幅が異なり然も逆相の二つの入力信号を、振幅
が同じで逆相の二つの信号として出力させること、或は
このような例の逆の信号処理を行なうこと等である。
For example, two input signals having different amplitudes and opposite phases are outputted as two signals having the same amplitude and opposite phases, or signal processing is performed in the opposite manner to the above example.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の半導体
集積回路は、互いに逆相の二つの信号の電位差を小さく
せずに、必要な信号レベルまでレベルシフトし、しかも
、高速でかつ回路を構成する素子の特性変化に対して充
分な余裕を持って動作するすなわち素子特性の変化に強
い動作をするという利点を有する。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the semiconductor integrated circuit of the present invention can shift the level of two signals having opposite phases to a required signal level without reducing the potential difference between them, and can also achieve high-speed processing. It also has the advantage of operating with sufficient margin against changes in the characteristics of the elements constituting the circuit, that is, operating resistant to changes in the characteristics of the elements.

従って、この発明の回路はメモリ回路のセンスアンプ出
力のレベルシフト用として用いることが出来る。また、
増幅度が1以上であるため、センスアンプそのものとし
ても用いることが出来る。
Therefore, the circuit of the present invention can be used for level shifting the sense amplifier output of a memory circuit. Also,
Since the degree of amplification is 1 or more, it can also be used as a sense amplifier itself.

又、その他の回路においても、互いに逆相の2つの信号
を同時にレベルシフトする回路ならば、この発明を適用
して好適である。
Further, the present invention is suitable for application to other circuits as long as they are circuits that simultaneously level shift two signals having mutually opposite phases.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の半導体集積回路の一寅施例を示す回
路図、 第2図はこの発明の半導体集積回路の計算機シミュレー
ション結果を示す図、 第3図は従来の回路を示す回路図である。 I+””第一入力端子、 I、−・・第二入力端子Q 
+ ”’第一出力端子、 Ql・・・第二出力端子Q 
I +−・・第一電界効果トランジスタQI2−・・第
二電界効果トランジスタQI3−・・第一ダイオード回
路 Ql4−・・第二ダイオード回路 Ql5・・・第三電界効果トランジスクQI6−・・第
四電界効果トランジスタQ17・・・第一インピーダン
ス素子 Ql8・・・第二インピーダンス素子 v0゜・・・第一定電位電源、Vss”’第二定電位電
源■・・・半導体集積回路 ■、V−・・ソースフォロワ−回路。 特許出願人   沖電気工業株式会社 I + ・・・第一入力端子  I+”−第二入力端子
Ql・−第一出力端子  Ql・・・第二出力端子Ql
+−・・第一電界効果トランジスタQI2−・・第二電
界効果トランジスタQI3−・・第一ダイオード回路 Ql4−・第二ダイオード回路 Ql5−・第三電界効果トランジスク QI6−・・第四電界効果トランジスクQl?−・・第
一インピーダンス素子 QI8・・・第二インピーダンス素子 v0゜・−第一定電位電源 V ss”−第二定電位電
源この発明の英施例の回路を示す図 第1図 0          0.5          7
時間 (nsec) 英施例の回路のシミュレーション結果を示す口筒2図 I2    VDD    I2 従来の回路を示す図 第3図
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing computer simulation results of the semiconductor integrated circuit of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional circuit. be. I+""First input terminal, I, -...Second input terminal Q
+ ”'First output terminal, Ql...Second output terminal Q
I +-...First field effect transistor QI2-...Second field effect transistor QI3-...First diode circuit Ql4-...Second diode circuit Ql5...Third field effect transistor QI6-...Fourth Field effect transistor Q17...First impedance element Ql8...Second impedance element v0°...First constant potential power supply, Vss"'Second constant potential power supply ■...Semiconductor integrated circuit ■, V-・・Source follower circuit. Patent applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. I+...First input terminal I+''-Second input terminal Ql--First output terminal Ql...Second output terminal Ql
+-...First field effect transistor QI2-...Second field effect transistor QI3-...First diode circuit Ql4-/Second diode circuit Ql5-/Third field effect transistor QI6-...Fourth field effect transistor Ql? ---First impedance element QI8...Second impedance element v0°--First constant potential power source Vss''-Second constant potential power source FIG. 1 is a diagram showing a circuit of an English embodiment of this invention. 5 7
Time (nsec) Diagram 2 showing the simulation results of the circuit of the British example I2 VDD I2 Diagram 3 showing the conventional circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電界効果トランジスタを用いた逆相の二つの信号
を同時にレベルシフトする半導体集積回路において、 それぞれのドレインが第一定電位電源に接続される第一
及び第二電界効果トランジスタと、ゲート及びドレイン
が互いに交差結合されていると共に、それぞれのソース
が第二定電位電源に接続される第三及び第四電界効果ト
ランジスタと、レベルシフト用第一及び第二ダイオード
回路と、第一及び第二インピーダンス素子とを具え、 前記第一電界効果トランジスタのゲートを第一入力信号
が入力される第一入力端子に接続し、前記第一電界効果
トランジスタのゲートを第二入力信号が入力される第二
入力端子に接続し、 前記第一電界効果トランジスタのソースを前記第一ダイ
オード回路を経て前記第三電界効果トランジスタのドレ
インに接続し、前記第二電界効果トランジスタのソース
を前記第二ダイオード回路を経て前記第四電界効果トラ
ンジスタのドレインに接続し、 前記第三電界効果トランジスタのドレインを前記第一イ
ンピーダンス素子を介して前記第二定電位電源に接続し
、前記第四電界効果トランジスタのドレインを前記第二
インピーダンス素子を介して前記第二定電位電源に接続
し、 前記第三電界効果トランジスタのドレインを第一出力端
子とし、前記第四電界効果トランジスタのドレインを第
二出力端子とする ことを特徴とする半導体集積回路。
(1) In a semiconductor integrated circuit that simultaneously level-shifts two signals of opposite phases using field-effect transistors, first and second field-effect transistors each having a drain connected to a first constant potential power supply, a gate and a third and fourth field effect transistors whose drains are cross-coupled to each other and whose respective sources are connected to a second constant potential power supply; first and second diode circuits for level shifting; an impedance element, the gate of the first field effect transistor is connected to a first input terminal to which a first input signal is input, and the gate of the first field effect transistor is connected to a second input terminal to which a second input signal is input. an input terminal, a source of the first field effect transistor is connected to the drain of the third field effect transistor through the first diode circuit, and a source of the second field effect transistor is connected to the drain of the third field effect transistor through the second diode circuit. the drain of the fourth field effect transistor is connected to the drain of the fourth field effect transistor, the drain of the third field effect transistor is connected to the second constant potential power source via the first impedance element, and the drain of the fourth field effect transistor is connected to the drain of the fourth field effect transistor connected to the second constant potential power source via a two-impedance element, the drain of the third field effect transistor serving as a first output terminal, and the drain of the fourth field effect transistor serving as a second output terminal. semiconductor integrated circuits.
(2)前記第一及び第二インピーダンス素子を抵抗とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
集積回路。
(2) The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first and second impedance elements are resistors.
(3)前記第一及び第二インピーダンス素子をゲート及
びソース間を短絡したノーマリオン型電界効果トランジ
スタとすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体集積回路。
(3) The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first and second impedance elements are normally-on field effect transistors whose gates and sources are short-circuited.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008009418A (en) * 2006-06-02 2008-01-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Liquid crystal display device and electronic apparatus having the liquid crystal display device
US8471596B2 (en) 2006-06-02 2013-06-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic apparatus having the same
JP2017021159A (en) * 2015-07-09 2017-01-26 シチズン時計株式会社 Liquid crystal display

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